中兴煤业三年瓦斯治理总结Word文档下载推荐.docx
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0.0262~0.0429
6.47
0.3820~0.4104
0.0155~0.0437
较难抽放煤层
4
0.0123~0.0741
7.05
0.46~1.1267
0.0056~0.0085
5
0.0090~0.038
7.28
0.6931~1.1875
0.015~0.0802
从以上测定结果可以看出：
一是整体上测定区域内2#、4#、5#煤层均属于较难抽放煤层；
二是同一煤层瓦斯含量随埋深增大而增大的规律明显，总体上井田范围内瓦斯分布不均衡，井田东部瓦斯含量值较低，中、西部较高，井田西部煤层埋深最深瓦斯含量值最大。
1.3.3各煤层突出鉴定情况
根据中煤科工集团重庆研究院所提交《山西汾西中兴煤业02#、2#、（4+5）#煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》显示，中兴煤业井田范围内02#、2#、（4+5）#煤层均具有煤与瓦斯突出危险性，具体各煤层单项指标见表1-2：
表1-2各煤层突出单项指标测定结果
煤层压力（MPa）
含量（m3/t）
坚固性系数
破坏类型
瓦斯放散初速度
孔隙率（%）
吸附常数
a（m3/t）
b（Mpa-1）
02
2.0
5.33-10.15
0.31
Ⅲ类
15
5.8
19.35
1.26
0.82
4.16-13.75
0.28
11
2.31
24.79
0.945
4+5
1.4
4.58-12.96
0.42
Ⅳ类
12
3.5
25.54
0.79
2.三年通风瓦斯重点工作开展情况
2.1矿井通风
2.1.1矿井通风系统优化
矿井通风系统稳定可靠是煤矿安全生产的先决条件，随着矿井的开采广度及深度增加，出现了通风线路增长，通风阻力变大，以及漏风严重的问题，导致矿井风量分配不合理，2016-2018年以来我们立足实际，对现有的通风系统条件进行分析和评价，对系统中存在的不足和缺陷进行了改进优化。
中兴煤业采用分区式通风，通风方法为机械抽出式，通风方式为“三进两回”布置，即行人斜主、副斜井、峁上主斜井进风，峁上回风斜井、马庄回风立井专门用于回风。
其中一采区的回风由峁上回风斜井承担，三采区的回风由马庄回风立井承担。
为进一步提高采区通风效率，缓解三采区风量紧张，确保矿井采掘衔接，2016年，对矿井一、三采区回风巷内分区通风隔离密闭墙位置进行了调整。
2017年组织人员封闭采区内小系统、废旧巷道共计14处，共计施工永久密闭30道，扩刷维护巷道1667m，对排查出的23道密闭进行了喷浆堵漏，拆除废旧风门墙体15道，矿井通风系统优化后，系统结构简单、风流稳定、抗灾能力强、管理方便，结余风量约1700m3/min，一采区有效风量率提升14.1%，三采区有效风量率提升3.4%。
卯上、马庄主扇风机负压偏高的问题得到了一定缓解。
2.1.2矿井防灭火系统
2019年年初，我矿重点工程项目地面永久防灭火注氮系统工程已全部施工完成，目前已投入使用，现注氮泵设备型号为QTD2000/97型（1用2备），制氮能力2000Nm3/h，空压机型号为DSR-480AG型，主管路选用φ219*6.0mm型无缝钢管。
目前平均制氮量1000m3/h，相比以前移动注氮泵（制氮量600m3/h）小时注氮量增加400m3，氮气浓度由原来的97％提升至目前的98％以上，供气的稳定性也得到了很大程度提高，永久注氮泵站能同时满足多个工作面同时注氮，极大提高了矿井防灭火能力。
下一步我矿要继续加强地面注氮系统的运行管理，继续巩固以注氮为主、束管和人工监测相结合、喷洒阻化剂为辅的综合防灭火措施。
2.2瓦斯“大数据”
2.2.1矿井瓦斯抽采分单元达标监控系统平台
《矿井瓦斯防治大数据预警及可视化交互系统研究》项目是由中兴煤业公司与山西太原理工天成电子信息技术有限公司共同合作实施，属山西焦煤重大技术攻关项目，2018年8月矿井瓦斯抽采分单元达标监控系统平台所需设备已到矿，并完成设备的验收工作，目前正在进行设备安装前的准备工作，
2.2.2瓦斯预警大数据平台
瓦斯预警大数据平台共分数据采集、数据分析处理和前台展示三大部分：
①数据采集
共需采集7个系统的数据，目前已实现了对KJ95系统、抽采系统、人员定位系统等3大系统的数据采集，将采集到的系统数据先传到中间服务器，然后通过在中间服务器部署VPN专线，部署程序，最后实时的传送回云计算中心。
其它4个系统的数据采集正在研究中。
②数据分析处理
正在搭建瓦斯浓度预测硬件软件环境，安装tensorflow和pycharm。
在采集到的数据中抽取瓦斯数据，并进行离线存储，将离线存储的数据进行清洗和训练，得到预测模型[基于多数据源瓦斯浓度预测模型]。
然后根据不同传感器的数据特点进行模型、参数微调，将同一位置或相邻位置的多个传感器之间的相关性因素加入模型进行训练，增加预测的可靠性。
③前台展示
前台界面展示主要分成4大模块，分别是：
数据采集部分球形显示，平面图或3D展示，预测曲线图，第四部询方式。
目前前台界面只做出了一个展示及联动的功能。
2.2.5下一步计划
①将可以采集到的系统的数据先传到中间服务器，然后通过在中间服务器部署VPN专线，部署程序，最后将采集到的数据实时的传送回云计算中心。
②在给出的关系型数据库的基础上，进行前台开发。
进行矿井瓦斯人员定位系统数据接口设计，完成大数据服务器部署，实现传感器和人员定位的可视化地图显示。
初步实现预警和抽采达标平台。
③实验工作面的数据接口设计，完善抽达标、可视化，大数据分析和预警。
2.3瓦斯抽采
中兴煤业2016-2018年期间在瓦斯抽采系统方面所做的主要工作为：
①根据《中兴煤业马庄地面瓦斯抽采泵站设备升级改造方案》，于2016.12-2017.5完成抽放泵站升级改造，提升了矿井瓦斯抽采能力，现马庄泵站内共安装有5台水环真空泵，其中3台为2BEC72-1GB3型水环式真空泵，配套电机功率为630KW，额定抽气量为510m3/min，剩余2台为2BEC87型水环式真空泵，配套电机功率均为900KW，额定抽气量为795m3/min。
②根据《中兴煤业抽采管路更换实施方案》，于2016.4-2016.11完成采区干管路及顺槽支管路钢骨架纤维树脂管的更换，共计更换9790米。
2.4突出防治
2.4.1突出管理
根据山西焦煤通函【2016】611号文件要求，“中兴矿标高+700m以下区域要严格按照煤与瓦斯突出危险性区域进行管理”，2017-2018年期间中兴矿全矿上下提高认识、转变观念，即从“局部治理”向“区域治理”的转变，从“生产过程治理”向“超前治理”的转变，从“措施型”向“工程型”的转变，并严格按照突出矿井严格执行两个“四位一体”综合防突措施。
2.4.2突出鉴定、区域划分、防突设计
2016年2月至2018年11月，中兴煤业联合重庆煤科院先后编制完成了《中兴煤业02#、2#、4#煤突出危险性鉴定报告》、《中兴煤业2#、4#煤层突出危险性区域预测报告》、《中兴煤业防治煤与瓦斯突出专项设计说明书》。
2.4.3瓦斯地质预测预报
为提高矿井防治煤与瓦斯突出管理水平，提升矿井瓦斯地质预警能力，实现矿井“零突出”、“零超前”的目标，中兴煤业2016-2018年期间严格执行瓦斯地质预测预报工作，每日由防突区牵头组织生产队组、通风区、地测科、生产科等部分对煤巷、揭煤巷道、抽采钻探地点、超前探测巷道等进行综合评级，对评级为B级的工作面，由通风区长组织相关部门制定加强措施，由安监部门监督执行，在确保安全的情况下进行生产；
对评级为A级的工作面实行停产整治，由总工程师组织相关部门制定整治措施，由安监部门监督执行。
由于我矿瓦斯地质预测预报工作处于初期起步阶段，工作中的各个环节还有待进一步改进和完善，现有数据依然停留在纸质报表上，资料繁多，不易管理分析，为了能够及时、准确掌握一手资料，同时使瓦斯地质预测预报工作精细化，规范化，中兴矿于2016年11月，引进了瓦斯地质预警系统，为我矿井的瓦斯地质预测预报评级工作又增加了一项保障。
2.5监测监控
2.5.1监控系统
在提升监控系统能力方面，矿井采用天地（常州）自动化股份有限公司开发研制的KJ95N型煤矿安全监测监控系统，实现对井上、下各类环境参数的实时监测与显示，现阶段正在对监测监控系统进行升级改造，型号由KJ95N升级为KJ95X。
2.5.2监控设备
设备名称
型号
在用量（台）
备用量（台）
监控主机
DELLR430
3
1
短信报警平台
环网接入器
KJJ32（A）
隔爆兼本安型多路电源
KDW65/KDW65A
68
矿用本安型声光报警器
CXB1
远程控制开关
KDG15A
36
8
高低浓度甲烷传感器
KGJ23
116
25
矿用一氧化碳传感器
KGA5
风速传感器
GFY15
27
温度传感器
KG3007A
45
10
矿用负压传感器
KGY3A
氧气传感器
KGQ7
18
二氧化碳传感器
KGQ9
13
烟雾传感器
KGN1
机电设备开停传感器
KGT15
100
20
矿用水位传感器
KGU9
6
风筒风量开关
GFT16
风门传感器
KXT22
19
粉尘传感器
GCG1000
负压传感器
合计
564
124
目前中兴矿监控设备安装情况
2.6制度管理
2016-2018年期间，中兴煤业先后下发了《局部通风机管理规定》《加强防灭火工作的规定》《瓦斯抽采达标实施细则》《瓦斯超限管控规定》《矿井通风技术管理规定》等一系列管理规定，对所属矿井通风、抽采、防尘防灭火、监测监控、防突等管理工作做到任务明确、责任到人，达到管理工作制度化、科学化、规范化，为矿井安全生产保驾护航。
2.7资金投入
按照集团公司要求，中兴煤业每年足额提取安全生产费用，并按照矿井安全生产需要安排专项的瓦斯防治资金，三年来累计使用15001.4147万元，确保了矿井安全生产，具体情况如下表：
中兴煤业各年度瓦斯防治资金情况统计
时间
全矿安全费用
瓦斯防治资金
占安全费用比例
2016年
9954.06万元
2312.2609万元
26.21%
2017年
12450.07万元
3798.799万元
30.51%
2018年
11903.56万元
3884.3548万元
35.34%
2.8装备、仪器配备
2.8.1抽采装备
2016-2018年期间中兴煤业在瓦斯钻探工艺方面主要引进了千米定向钻机及大功率干式螺旋钻机，通过千米定向钻进工艺施工顶板走向长钻孔成孔替代高抽巷抽采，真正实现了“以孔代巷”技术。
另外通过引进西安研究院大功率干式螺旋钻机，基本解决了我矿松软煤层塌孔、卡钻现象，顺层钻孔平均孔深达150m，具体设备情况如下：
中兴煤业各年度抽采钻探设备采购情况
钻机型号
数量
采购时间
用途
厂家
ZDY-3000LG型
2台
2017.12
松软煤巷干式螺旋钻进
西安研究
CMS1-6000/55（遥控型）
3台
2016.2
底板岩巷穿层消突钻孔
河北冀凯
CMS1-6000/55型
江苏中煤
1台
ZDY6000LD型（定向钻）
2016.4
顶板走向长距离裂隙带钻孔
ZYWL13000DS型（定向钻）
2018.6
重庆研究院
2.8.2防突仪器配备
2016-2018年期间矿井优化完善了瓦斯实验室，并配齐相关仪器仪表，具体配置情况如下：
序号
仪器名称
测量范围
主要用途
煤层瓦斯含量测定装置
DGC
0-100（m3/t）
1套
直接、快速测定和计算出煤层可解吸瓦斯含量
瓦斯放散初速度自动测定仪
WFC-3
0-100kpa
测定煤样瓦斯放散初速度指标（△P）
瓦斯突出参数仪
WTC
0kpa-10kpa
5套
测定钻屑瓦斯解吸指标K1值
YTC10
管型测力计
KL-10型
1-10kg
10件
测定钻屑量s值
煤的坚固性系数（f值）测定装置
MJC
采用捣碎法测定煤的坚固性系数f值
电子天平
Sl2001N（DT2000）
0-2kg
称取煤样重量
7
电热恒温干燥箱
101-1型
50-300℃
烘焙、干燥煤样
防突仪器标准校验仪
JC-YBS-WF
0-10kpa
检测各种型号仪器检验标准用
9
水分快速测定仪
DSH-50-10
0.5-50g
测定原煤水分
深孔快速取样装置
SDQ-73型
0-120米
2套
取煤样装置
高压容量法瓦斯吸附装置
HCA-1型
测定a、b值
矿用架柱式电动钻机
ZJ40/2.2
0-20米
打钻装置
气动手持式钻机
ZQS-50/1.9S
0-10米
14
全自动工业分析仪
G808WS-G808
0-100%
煤的水分、灰分、挥发分
真密度分析仪
MDMDY-500
0-100
煤的真密度、视密度
2.9机构设置及人员配备
2.9.1机构设置
为进一步加强矿井瓦斯治理工作，2016-2018年期间逐步建立健全了以矿井主要负责人为首的瓦斯治理责任体系和以总工程师为首的技术管理体系，配备了专职通风副总、瓦斯地质副总，协助总工程师开展瓦斯治理技术管理工作，2016年7月重新优化了防突机构，即防突区下设抽采队、防突队、瓦斯实验室、防突技术组，夯实了瓦斯治理技术人才队伍基础，建立健全瓦斯实验室，实现瓦斯抽采达标评判由经验型向数据型转变。
2.9.2人员配备
2016-2018年期间，矿井不断优化组织机构及人员配备，2018年5月通过矿井“一优三减”实施，真正实现防突区队分离，具体人员配备情况如下：
①防突区本部人员情况
现防突区本部在册9人，区长1人，书记1人，副区长2人，技术员6人。
②抽采队人员情况
抽采队现在册人数72人，其中队长1人，书记1人，技术员3人，材料员（核算员）1人，副队长3人，电工2人，钻探工61人。
在册人员均持有有效证件。
③防突队人员情况
防突队现在册人数50人，其中队长1人，技术员3人，副队长1人，材料员（核算员）1人，抽放工25人，参数测定工8人，防突工11人。
④瓦斯实验室人员情况
瓦斯实验室现在册人数2人，其中负责人1人，技术员1人。
2.10人员培训
随着矿井由高瓦斯向突出矿井的逐步升级过渡，为提高矿井瓦斯治理先进管理模式与治理技术，2017年3月，公司组织相关领导及工程技术人员赴淮南进行了交流学习，目前我矿与平安煤矿瓦斯治理国家工程研究中心有限责任公司开展技术合作，2017-2018年期间由平安公司定期对矿所有干部职工进行防突专向培训，真正使防突理念扎根于每个人心中。
2.11课题研究
中兴煤业在2016-2018年瓦斯综合期间，按照两级集团公司的相关会议及文件要求，通过外出向瓦斯治理先进的单位（如：
淮南矿业集团等）和本集团兄弟单位（如：
沙曲矿、屯兰矿、贺西矿、双柳矿等）进行取经；
同时积极联合各大煤炭院校，开展了多项瓦斯治理技术课题研究，具体开展情况如下：
2.11.1大孔径松软煤层高效螺旋钻进技术
针对中兴煤业煤质松软、煤层强度低，煤层透气性差，为解决钻孔施工期间排查困难，造成塌孔、卡钻等现象，2018年5月中兴矿在1209运巷首次采用ZDY3000LG型钻机干式螺旋钻进工艺在1209运巷成功试验施工了本煤层顺层钻孔，同时对钻孔抽采效果和相关数据进行收集。
通过采用该技术，钻孔钻进效率由原70—80m/班提高到现100m/班左右，钻孔直径由原φ94mm提高到φ133mm，平均单孔浓度达到了30%，最高单孔浓度可达70%—80%；
同时中兴煤业承揽的“十三五”大孔径松软煤层护孔技术，计划在3205运巷开展，届时钻孔直径将达φ200mm以上，下护孔管直径达φ90mm。
2.11.2钻孔护孔技术
由于中兴煤业所采煤层坚固性差（仅为0.3左右，且三采西部和四采区煤层坚固性仅为0.16—0.18），且煤层松软，导致钻孔施工过程中塌孔现象严重；
特别是在工作面采掘过程中，煤层受到动压影响，透气性成倍增加，但是由于钻孔受动压影响垮塌，致使钻孔抽采效果差（仅为5%以下）。
为强化钻孔抽采，防止因钻孔垮塌，而影响抽采效果。
2017-2018年期间中兴煤业先后在瓦斯治理底板岩巷、1209运巷、3203运巷开展了钻孔下筛管护孔技术，下筛管进行护孔后的钻孔平均单孔浓度可达20%,较未下筛管的钻孔浓度提高10%以上。
特别是3203运巷所施工的本煤层拦截钻孔，因受3203保护层开采的卸压影响，3203运巷下筛管护孔的单孔抽采浓度可达40%左右，支管抽采量原0.6m3/min提高到4m3/min。
目前所下筛管为φ32mm，下一步计划将筛管直径提高到φ50mm以上。
2.11.3千米钻机顶板走向裂隙钻孔代替高抽巷技术
由于中兴煤业高抽巷抽采裂隙带瓦斯仍然存在施工周期长、成本高等问题，为解决这一难题，2016-2018年中兴煤业先后在1209保护层工作面、3203保护层工作面成功试验了《千米钻机顶板走向裂隙带钻孔替代高抽巷抽采》项目，并取得了较好的瓦斯治理效果，真正实现了“以孔代巷”瓦斯抽放技术。
2019-2021年中兴煤业保护层回采工作面将形成“顶板走向裂隙带长钻孔（卸压抽采）+本煤层顺层钻孔（边采边抽）+上隅角（沿空留巷）抽采+邻近层拦截钻孔/穿层钻孔（采前预抽）”的全方位立体抽采格局，因此为进一步提高顶板定向长钻孔的施工精度和成孔率，精准控制钻孔轨迹，下一步计划采用ZYWL-13000DS定向钻机施工孔径为Ф120mm的顶板裂隙带钻孔，使我矿工作面及上隅角瓦斯得到进一步强化整治。
2.11.4非等长保护层工作面开采被保护层卸压效果考察及钻孔优化研究
为考察保护层工作面开采后下伏煤层的卸压效果及卸压效果，采场应力分布，并进一步提出在不同区域位置处抽采钻孔的合理布孔方式，为我矿近距离煤层群工作面区域瓦斯治理工作及安全高效生产提供理论与技术指导，2017-2018年期间我矿协助中国矿业大学在3203回采工作面成功试验完成了《非等长保护层工作面开采被保护层卸压效果考察及抽采钻孔优化研究》，目前该项目验收报告编制已到矿。
2.11.5导向槽定向水力压穿防突技术研究
中兴煤业2#煤层的透气性系数为0.0155～0.0437（m2/MPa2·
d），4#煤层的透气性系数为0.0056～0.0085（m2/MPa2·
d），5#煤层的透气性系数为0.015～0.0802（m2/MPa2·
d），均属《AQ1027—2007》煤矿瓦斯抽放规范中煤层透气性系数小于0.1（m2/MPa2·
d）的难以抽放煤层；
2#煤层钻孔瓦斯流量衰减系数为0.3820～0.4104（d-1），4#煤层钻孔瓦斯流量衰减系数为0.46～1.1267（d-1），5#煤层钻孔瓦斯流量衰减系数为0.6931～1.1875（d-1）均属《AQ1027—2007》煤矿瓦斯抽放规范中钻孔
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